Римляне начали изготовлять бетон более 2000 лет назад, но он не был похож на сегодняшний. Они готовили его по другой формуле, из которой получалось вещество менее прочное, чем современный бетон. И все же строения вроде Пантеона и Колизея пережили века, зачастую без малейшего ремонта. Геологи, археологи и инженеры изучали свойства античного римского бетона, чтобы разгадать загадку его долговечности.
Римский бетон… гораздо слабее современных видов бетона. Он слабее примерно в десять раз, как говорит Ренато Перуккио, инженер-механик из Университета Рочестер в Нью-Йорк. Но то, чем обладает этот материал — феноменальная устойчивость во времени.
Эта устойчивость или долговечность против стихии может обеспечиваться одним из ключевых составляющих бетона: вулканический пепел. Современный бетон является смесью известкового цемента, воды и так называемых наполнителей, таких как мелкий гравий. Формула римского бетона также начинается с известняка: строители обжигали его, чтобы получить негашеную известь, а затем добавляли воду, чтобы сделать смесь. Затем они смешивали вулканический пепел — обычно три единицы вулканического пепла на одну единицу извести, согласно сочинениям Витрувия, архитектора и инженера I в. до н. э. Вулканический пепел вступал в реакцию с цементной смесью, и в итоге получался крепкий строительный раствор, который объединяли с кусками кирпичей размером с кулак или вулканическими камнями, которые назывались туфами и затем отвозили на место, чтобы строить стены или своды.
В начале II в. до н. э. римляне уже использовали этот бетон в крупных строительных проектах, экспериментируя со строительным материалом, изобретенным еще раньше. Другие античные общества, такие как греки, вероятно, тоже использовали строительный раствор на основе извести (в древнем Китае добавляли клейкий рис, чтобы увеличить прочность). Но соединение раствора с наполнителем типа кирпичей, чтобы сделать цемент, видимо, было римским изобретением, сказал Перуккио.
Для раннего бетона римляне добывали пепел из множества древних вулканических областей. Но в то время, когда Август стал первым римским императором, приблизительно в 27 г. до н. э., строители стали требовательнее. Август тогда развернул масштабную общегородскую программу по восстановлению старых зданий и строительству новых, и строители использовали вулканический пепел только Поццолане Россе, пепел от потока, которым извергся 456 000 лет назад один из вулканов на Альбанских холмах в 12 милях к юго-востоку от Рима.
«Император Август был движущей силой систематизации, стандартизации известковых смесей с Поццолане Россе», — говорит Мари Джексон, геолог и инженер-исследователь Университета Калифорнии в Беркли. «По всей видимости, римские строители предпочитали пепел из этой области, потому что бетон, смешанный с ним, отличался долговечностью», — добавляет она. Таков был секрет бетона — прекрасно скрепленного, цельного, прочного материала.
Джексон и ее коллеги изучали химический состав бетона, изготовленного с Поццолане Россе. Уникальная смесь минералов в этом пепле, очевидно, помогала бетону противостоять химическому разрушению и повреждению.
«При строительстве зданий для портов, которые погружались в соленые воды Средиземного моря, римляне предпочитали другой особый вид вулканического пепла. Пульвис Путеоланский добывался из области возле Неаполитанского залива. Римляне перевозили тысячи и тысячи тонн этого вулканического пепла по Средиземноморью, чтобы строить порты от побережья Италии до Израиля, до Александрии в Египте, до Помпейополя в Турции», — говорит Джексон.
«Морская вода серьезно повреждает современный бетон. Но в римском бетоне Пульвис Путеоланский фактически смягчал повреждения от того, что вода просачивалась сквозь него», — говорит Джексон. Хотя точный процесс неизвестен, видимо, химические реакции между известковым тестом, вулканическим пеплом и морской водой создавали микроскопические структуры в бетоне, которые отлавливали такие молекулы как хлориды и сульфаты, повреждающие современный бетон.
Несмотря на успех римского бетона, с течением времени его прекратили использовать в римской империи.
«В Средние века редко строили из бетона, и это заставляет предположить, что вулканический пепел — это не единственный секрет прочности римского бетона», — говорит Перуккио. Эти обширные проекты можно было осуществить только при наличии определенной бюрократии и правильной организации, которые обеспечивала Римская Империя.
Ссылка
Я из них кирпичную кладку делал... Удобный метод - отрубил МАЛЕНЬКИЙ кусок лопатой и уложил в ряд. И потом, глина была сухая, практически рассыпалась в руках, при добавлении воды превращалась в строительную смесь... Ну и срок службы у такой постройки соответственно... до первого дождя (либо обжигать надо - но это уже другая история)
